Vibraciones en máquina herramienta ¿amigo o enemigo?
Las vibraciones pueden ser tanto una ayuda como un estorbo en fabricación de alta precisión, pero tanto como si se trata de un amigo o en enemigo, es una realidad que debe ser controlada. Aquí es donde entran en juego los actuadores inteligentes de CEDRAT Technologies. Su respuesta altamente dinámica les permite reaccionar adecuadamente en condiciones cambiantes, mientras que su diseño compacto facilita su rápida integración en sistemas ya existentes.
Entre sus múltiples beneficios destaca la mejora en la calidad del producto, aumento del rendimiento de la fabricación o la abilidad para fabricar piezas cada vez más complejas. Muchos procesos de máquina-herramienta pueden mejorar con la aplicación adecuada de vibraciones controladas, utilizando las vibraciones que oscilan típicamente entre los 10 Hertzios y hasta las frecuencias de ultrasonido, con desplazamientos que van desde unas decenas de micras y hasta milímetros. Los actuadores piezoeléctricos y actuadores magnéticos, en combinación con controladores de alta potencia, son particularmente útiles en este tipo de aplicaciones para control/generación de vibraciones en máquina herramienta, siendo capaces de garantizar un ciclo de vida de varias decenas de billones de ciclos.
Máquina-herramienta con vibración asistida La aplicación de vibraciones "sonic forced" en procesos de mecanización permite por ejemplo la realización de taladros con mayor calidad, además de más rápidos y sin lubricante. Este método es mucho menos sensible a las cargas y a parámetros externos, que los sistemas de mecanizado asistidos por ultrasonidos. Las ganancias se aprecian igualmente en aplicaciones con EDM (Electroerosión) que implican vibraciones forzadas de alta amplitud. Se ha probado que las frecuencias de hasta 1 kHz son más eficientes y son industrialmente posibles gracias a los PPA (actuadores paralelos preestrasados) de CEDRAT y los piezo drivers SA75X.
Incluso para frecuencias mayores, de varios kHz, son utilizados en herramientas para corte de vidrio, ampliamente integradas en la fabricación de pantallas de plasma.
Reducción de la fricción en máquina herramienta Las vibraciones de alta frecuencia pueden actuar como un tipo de lubricante para reducir la fricción en muchos procesos de formado de materiales, tales como extrusión, embutición y moldeado. El mismo principio se utiliza para la extrusión del metal o de elastómeros, así como para la inyección de piezas en microplástico. A través de la redución de la fricción, el ultrasonido incrementa la velocidad de extrusión, reduce el desgaste y ahorra energía a la vez que se mejora la calidad de las piezas manufacturadas.
Control activo de vibraciones en máquina herramienta Como teconología complementaria a la generación de vibraciones, una aplicación habitual de los actuadores piezoeléctricos de CEDRAT es el control activo de vibraciones. Muchos procesos industriales sufren de vibraciones incontroladas o indeseadas (como por ejemplo el "traqueteo" en operaciones de curvado). El control activo de vibraciones proporciona al sector de la máquina herramienta una gran productividad y mejoras de calidad de dos maneras:
Control directo de vibraciones en máquina herramienta En este modo, el actuador se ubica directamente entre la herramienta que se desea controlar y la referencia mecánica. Simple en su principio, esta arquitectura requiere un actuador capaz de soportar el gran estrés transmitido por la herramienta. La alta rigidez, robustez y capacidad dinámica hacen al PPA particularmente adecuado para esta aplicación.
Arquitectura de masa probada El principio detrás de esta arquitectura es crear una fuerza de reacción para minimizar las vibraciones controlando dinámicamente el desplazamiento de una masa. Con el fin de facilitar la integración mecánica, el actuador piezoeléctrico tiene que ser compacto, potente y controlable. Los actuadores MICA han sido diseñados para cumplir con estos requerimientos.
Control de la posición en máquina herramienta Las capacidades altamente dinámicas así como la alta precisión son las cualidades principales deseadas para llevar a cabo un buen posicionamiento en una producción. Los productos de CEDRAT son utilizados en máquinas y máquina herramienta de todo tipo, tales como fabricación microelectrónica, herramienta para gran maquinaria (torneado y fresado), automatización de fábricas y robots. Para todo ello, te ofrecemos ofrece una gama completa de actuadores piezoeléctricos y actuadores magnéticos, así como mecanismos y motores capaces de cubrir desplazamientos de entre 10 micras y 10 mm con el mismo grado de confianza y en un diseño compacto. La estabilidad en posicionamiento estático de menos de 1 nanómetro permite obtener soluciones para aplicaciones de fabricación ultra precisas con máquina herramienta. La precisión en posiciones dinámicas puede ir entre 1 micra y hasta 1 kHz a lo largo de billones de ciclos.
Ejemplo de control directo de la vibración
Algunas de las aplicaciones de las soluciones de CEDRAT para máquina herramienta y control/generación activo de vibraciones:
Pistón oval y mecanizado óptico, herramienta fast servo
Control de posición para EDM, mecanizado láser
Sistemas pick & place, asistencia, efector final
Actuación en válvulas proporcionales, dispensadores de fluidos
